“架构师的左移……”
“什么是安全的左移？……”
“采用左移文化……”
搜索术语“左移”，您会看到数十篇文章讨论左移的定义，左移如何改善各种行业的运营和结果，甚至为什么左移不起作用。显然这是一个备受讨论的话题，许多公司正在积极努力实施左移原则和实践……或者他们是这么认为的。但成功的左移策略包含许多要素——即使忽略其中任何一个要素也会降低实现预期收益的机会。
![]()
软件工程师 Larry Smith 于 2001 年在一篇专注于改善软件开发和质量保证测试之间的流程的文章中创造了“左移”一词1。他断言，为了改善整个软件开发过程，团队需要尽早开发测试用例，尽早进行测试，并尽可能地实现测试自动化。他的结论是“在早期发现错误的成本很低”，这概括了左移方法的概念和价值。
在半导体行业，集成电路 (IC) 设计和实施是一个涉及多个阶段的复杂过程。按时完成设计制造、创建经得起时间考验的稳健、可靠的设计以及发布性能符合预期的产品，都取决于在整个设计流程中实现和保持高生产力和结果质量。公司不断寻找机会改善其成果并实现其业务目标。通过在设计和实施阶段实施有针对性的物理验证活动，左移有望提高生产力和产品质量。但将 IC 设计流程左移不仅仅是将验证转移到设计流程的早期阶段。为了充分实现潜在的好处，有效的左移实施需要考虑多个因素，这些因素将影响组织及其成功的机会。这是一种整体的 IC 设计和验证方法，旨在优化整个流程和获得的结果。首先要了解左移实现如何改变您的设计流程方法。
在传统的 IC 设计流程中，在设计周期结束时，使用代工厂已为目标工艺节点认证的规则卡组对已完成的布局进行“签核”或布局的最终物理验证 (PV)。签核物理验证 (PV) 流程非常全面，包括设计规则检查 (DRC)、布局与原理图 (LVS) 验证和电气规则检查 (ERC)，以及为制造设计做准备所需的制造设计 (DFM) 优化。设计必须通过签核验证，代工厂才会接受其进行制造。因此，在签核期间发现的任何错误都必须在流片之前进行纠正。
通常情况下，当 SoC 设计的每个组件都已完成并编译成单个芯片时，签核验证会产生一系列意想不到的结果。在现在灵活性或空间非常小的布局中纠正这些错误可能极其困难。一次修正通常会产生更多错误，这些错误也必须被修正，从而产生一轮又一轮困难的调试和耗时的验证迭代，从而延迟最终的流片日期。
左移理念试图通过将一些物理验证分析转移到设计流程的早期阶段来减少或消除这些迭代，在这些阶段，每个组件中的错误可以更快、更轻松地得到纠正，而不会对以后的布局产生重大影响。但是，请注意“一些”这个词的使用。简单地在早期布局上使用签核验证工具并不是答案。当设计布局“肮脏”或不完整时，因为它们处于早期阶段，签核验证运行时间不仅会非常耗时，而且还会返回数千甚至数百万个错误。虽然其中许多错误最终被证明完全是由布局的不完整性引起的，但设计人员仍然必须花费大量时间来调试这些错误结果才能得出这一结论。这与您所希望的生产力提高相去甚远。您可能会说，但我们公司的设计或 P&R 工具中已经内置了验证功能！定制设计和 P&R 工具是为特定流程（设计创建和实施）而设计和使用的，它们可以很好地完成该功能。强制定制和 P&R 工具执行从结果质量或性能角度来看不适合的验证流程，可以保证设计问题在签收之前不会被发现，这需要耗时的迭代才能完成设计或 P&R。设计阶段物理验证应使用专门设计用于为 IC 设计周期该阶段提供适当验证的工具和验证功能，同时受益于数百家设计公司和所有领先代工厂验证的全面、功能齐全的设计阶段验证和优化功能。与签收验证提供的全面覆盖不同，左移验证应使用有针对性和选择性的检查选择，使设计人员和工程师能够专注于查找和纠正关键的系统性或关键错误，如果这些错误在设计过程中传播，将产生站不住脚的布局。让设计师和工程师能够精确定位产生大多数此类布局错误的“热点”布局位置，有助于设计师和工程师更快地找到并清除这些错误。创新的验证功能（例如早期短路隔离、对称性验证、缺失或不完整组件的灰盒处理以及已知错误的自动放弃）不仅可以缩短验证运行时间，还可以消除调试与设计阶段验证无关的错误所花费的不必要时间。机器学习 (ML) 和其他人工智能 (AI) 技术可以通过识别不同检查中的结果配置来帮助自动化和改进设计阶段布局分析，这些结果配置可以作为信号来帮助设计师确定最佳校正技术。使用代工厂和设计公司都喜欢的 DRC 和 LVS 验证工具可确保校正符合签核要求，而自动反标可确保将更改集成到设计数据库中以供后续设计流程阶段使用。设计阶段验证工具与定制设计和 P&R 工具之间的紧密接口为设计公司提供了灵活性，可以创建一流的工具和流程组合，从而最大限度地提高整个设计流程的生产力和结果质量。但是，在将新工具引入现有流程时，一个关键考虑因素是它对执行 IC 设计周期各个阶段的人员的影响。根据贵公司生产的设计类型和公司规模，您可能拥有多个专业工程师团队将设计从一个阶段传递到另一个阶段，或者您可能拥有执行多个阶段的小团队。在开始实施左移之前，公司应该考虑当前的组织，以及如何对既定的方法和工作流程进行更改。变革的阻力可能是真实存在的，但实施左移带来的生产力效益也是真实存在的。例如，以前不负责验证运行配置的设计师和布局布线 (P&R) 工程师可能会因为想到过多的选项和决策而感到不知所措。向他们介绍自动化、用户友好、智能的工具和界面，以简化、加速和优化作业配置和调用，使他们能够更轻松、更高效地承担这些新职责。同样，使定制 IC 设计师和 P&R 工程师能够从他们最喜欢的定制设计或 P&R 驾驶舱运行功能齐全的设计阶段物理验证，并立即在同一个熟悉的环境中查看/调试结果，并访问用于签核验证的相同规则平台和引擎，从而提高他们的工作效率，同时提高结果质量。当变化真正提高个人和团队的生产力时，例如显着减少所需的耗时验证迭代次数，或者几乎立即纠正和验证自定义布局问题的能力，被要求改变工作流程的个人可以直接看到左移策略为他们自己以及组织带来的价值。增强的设计阶段验证还利用创新功能来实现以前在行业设计支持流程中不存在的验证类型。例如，增强的自动豁免处理和结果数据库分类允许设计人员放弃他们无法解决或不需要修复的错误，而灰盒功能则有助于将不完整的组件与验证隔离开来，以避免产生不必要的错误。验证运行后，最小化、分组和可视化错误结果有助于设计人员和工程师更快、更高效、更准确地识别系统性和关键设计问题及其根本原因。自动纠正构造布局修改和优化可增强制造稳健性和设计质量，使设计公司能够避免在验证之前绑定昂贵的 P&R 许可证来执行面向制造的设计 (DFM) 优化。简而言之，精心策划的左移策略不仅仅是将签收验证工具和技术投入设计和实施阶段，希望这有助于早期设计验证。实施正确的工具和技术来帮助设计师和 P&R 工程师在设计流程中尽早、更快地消除关键和系统性错误，可以最大限度地减少所需的复杂、耗时的签核验证迭代次数，使设计团队能够满足严格的流片时间表，同时仍能确保最佳的设计效率、性能、可靠性和产量。左移不仅可以释放交付时间表中的关键时间和资源，还可以确保设计公司在设计复杂性增加、设计功能扩展和市场时间表收紧的情况下保持或提高产品质量。
